Автоматизация процесса управления пиковым теплоисточником в комбинированной системе теплоснабжения в условиях воздействия внешних возмущающих факторов с использованием нечетких алгоритмов

• Автор: Загородних, Николай Анатольевич
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Орел
• Количество страниц: 170 с. : ил.

Введение

Глава 1. Анализ подсистем управления тепловым режимом городского теплоснабжения.

1.1 Структура и особенности когенерационной системы централизованного теплоснабжения.

1.2 Анализ подсистем управления пиковыми теплоисточниками на базе водогрейного котла

1.2.1 Общее представление водогрейного котла.

1.2.2 Подсистема управления разряжением и подачей воздуха

1.2.3 Подсистемы управления тепловым режимом теплоносителя.

1.3 Подсистема управления температурным режимом теплоносителя пикового теплоисточника в составе комбинированной системы теплоснабжения КСТ.
1.4 Выводы.
Глава 2. Разработка алгоритмов управления тепловым режимом пикового теплоисточника на основе нечеткой логики.
2.1 Разработка общего алгоритма управления пиковым теплоисточником в периоды резких изменений температуры наружного воздуха.
2.2 Оценка устойчивости
2.3 Разработка нечетких математических моделей управления тепловым режимом в локальном контуре КСТ
2.3.1 Сущность моделирования на основе нечеткой логики.
2.3.2 Структурная схема нечеткой модели управления подачей газа в пиковый теплоисгочник в терминах параметров пикового теплоисточника
2.3.3 Операции фаззификации и выбор функции принадлежности.
2.3.4 Формирование базы правил нечеткой модели.
2.3.5 Формирование процедуры нечеткого вывода
2.3.6 Операция дефаззификации
2.4 Выводы.
Глава 3. Разработка программной нечеткой модели управления температурным режимом теплоносителя пикового теплоисточника.
3.1 Принципы моделирования на ЭВМ.
3.2 Разработка программной нечеткой модели управления тепловым режимом пикового теплоисточника в составе комбинированной системы теплоснабжения КСТ
3.3 Проверка работоспособности программной нечеткой модели управления тепловым режимом пикового теплоисточника на программнотехническом комплексе.
3.4 Подготовка исходных данных
3.4.1 Расчет количества экспериментов на компьютерной нечеткой модели .
3.4.2 Формирование исходных данных для компьютерной нечеткой модели .
3.5 Методика экспериментальных исследований на нечеткой модели управления тепловым режимом пикового теплоисточника на прораммно
техническом комплексе и представление результатов
3.6 Выводы.
Глава 4. Экспериментальные исследования
4.1 Расчет количества экспериментов
4.2 Проверка срабатывания управляющих правил компьютерной нечеткой модели.
4.3 Формирование исходных данных
4.4 Проведение экспериментальных исследований.
4.5 Оценка результатов экспериментальных исследований.
4.6 Оценочный расчет экономической эффективности использования пикового теплоисточника в КСТ.
4.6.1 Исходные данные.
4.6.2 Методика расчета
4.6.3 Расчет параметров.
Основные результаты и выводы.
Литература


Методика экспериментальных исследований на имитационной модели процесса управления тепловым режимом ПТ, основанная на моделирующем алгоритме и включающая подпрограмму проверки достоверности правил нечеткого вывода в нечеткой модели и подсистему автоматического отображения результатов моделирования на ЭВМ. Глава 1. Проблема управления тепловыми режимами относится к широко распространенной области тепловлажностных процессов ТВГ, базирующейся на двух определяющих признаках виде исходного топлива и виде получаемого теплоносителя вода, газовоздушная смесь, пар. Основными видами топлива в большинстве случаев является газ и электричество, которое в свою очередь является результатом преобразования различных видов энергий на гидро, тепло , атомных и др. Совокупность конкретного топлива и конкретного теплоносителя определяет многообразие технологических систем данного класса и их области применения. В общем случае в каждой технологической системе данного назначения происходит преобразование топлива в тепловую энергию теплоноситель, которая используется в объектах гражданского, например теплоснабжение, и объектах промышленного назначения, например для обработки поверхностей деталей машин или для удаления влаги при производстве изделий в пищевой промышленности. Управление такими системами требует многоуровневой структуры их построения, а оценка качества учета множества разнородных и разнонаправленных частных показателей. Рассматривая процесс теплоснабжения городов России можно констатировать, что теплоснабжение в городах осуществляется в основном от теплоэлектроцентрали ТЭЦ посредством когенерацнонной системы централизованного теплоснабжения КСЦТ рисунок 1. На рисунке 1. В последнее время в городах в зоне действия тепловых сетей все чаще строят автономные котельные, в связи с чем, большое количество потребителей отключается от тепловых сетей. Таким образом, происходит переход от комбинированной выработки тепловой энергии на ТЭЦ когенерация к отдельной выработке тепловой энергии котельнизация от квартальных, автономных и крышных котельных в связи с этим КСЦТ работает не с полной нагрузкой. В КСЦТ г. Орла циркулирует более 0 м3 теплоносителя. Часовой расход теплоносителя через КИ составляет около 0 м3час . КИ составляет около тыс. ОО м3 газа составляет руб. На настоящее время в г. Орле размещено 0 котельных . В существовании котельных есть положительная сторона они более оперативно реагируют на изменение температуры наружного воздуха и обеспечивают более высокий уровень теплового комфорта у потребителей, однако, стоимость тепловой энергии от котельных на выше, чем от когенерационной системы преобразования энергии. Расчеты, проведенные Богдановым А. Б. по г. Омску, показывают, что котсльнизация приводит к перерасходу топлива до . ТЭЦ представляет собой комбинированную систему преобразования энергии, основная задача которой выработка электрической энергии, а второстепенная выработка тепловой энергии нагрев теплоносителя отработанным паром. ТЭЦ работает в соответствии с температурным графиком, который обеспечивает взаимосвязь между температурой наружного воздуха и температурой теплоносителя в тепловой сети. В городе Орле ТЭЦ работает по температурному графику 0 С со срезкой 0 С . Для управления тепловым режимом на объектах промышленного и гражданского назначения в ТЭЦ используется принцип инвариантности компенсация возмущающего воздействия. КИ. У1,если хт Хп Хлоп Г 1 У0. ХтХпХдоп ПРИ 5пГтп0, 1. Ъо е. А0з, А0нз заданные расчетные значения допустимых отклонений температуры теплоносителя на входе в здание и внутреннего воздуха в здании при экспериментально определенном допустимом отклонении температуры наружного воздуха Д0Нэ от заданной линейно изменяющейся температуры во времени. На рисунке 1. А ДА
Чу
0 3 1 4 Т 5 6 7 8 9 Ч
Рисунок 1. Принцип и характер появления временных зон с нарушением теплового режима На рисунке 1. I, П соответственно зоны нарушения теплою о режима на выходе когенерационного источника и входе потребителя , ъ время запаздывания на выходе когенерационного источника и входе потребителя соответственно г,время нарушения теплового режима на входе потребителя.